Nonadiabatic Control of Geometric Pumping
研究了几何泵浦的非绝热效应。随着周期性控制参数的任意选择，我们超越绝热近似，以获得准确的泵浦电流。我们发现，几何解释的非平凡部分的电流是可能的，即使在非绝热制度。精确的结果使我们能够找到一个光滑的绝热Berry相位理论在低频和Floquet理论在高频之间的联系。我们还研究了如何控制几何电流。使用的方法的捷径绝热与援助领域，我们说明，它增强了电流。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonadiabatic charge pumping by oscillating potentials in one dimension: results for infinite system and finite ring
我们研究了在一维非相互作用电子系统中，当静态电势和以时间周期T振荡的电势的组合被施加时的电荷泵。我们考虑了一个无限大的系统，使用狄拉克方程的连续近似，和一个周期环有限数量的网站使用紧束缚模型。无限大系统被认为是耦合到两侧的水库，在相同的化学势和温度。我们考虑了一个模型，其中振荡电位帮助电子访问的静态电位产生的传输共振，并表明，非绝热泵浦违反简单的\sin的规则，这是绝热两个站点泵浦遵守。对于环，我们不引入任何水库，我们提出了一种方法来计算电流平均在无限的时间使用时间演化算子U（T）假设一个纯粹的哈密顿演化。我们分析表明，平均电流为零，如果哈密尔顿是真实的和时间反演不变。数值研究表明，另一个有趣的结果，即，积分电流是零的任何时间依赖性的潜力，如果它只适用于一个网站。最后研究了谐振频率和非谐振频率下两点泵浦对环形腔的影响，发现两种情况下的泵浦电流对泵浦振幅的依赖关系不同。
2010-09-18 cond-mat.mes-hall
Nonadiabatic nonlinear non-Hermitian quantized pumping
本文研究非线性非厄米波导阵列中拓扑界面态的非绝热泵浦，证明慢速非绝热驱动下速度比仍量子化为1，而快速驱动时泵浦消失并存在转变。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Universal nonadiabatic energy pumping in a quasiperiodically driven extended system
Floquet工程的拓扑状态的物质的范例可以被推广到时间准周期的情况下，一个较低的维度的时间依赖系统映射到一个更高的维度，通过结合物理维度与额外的合成维度产生的多个不相称的驱动频率。不同于以往大多数作品中，间隙的拓扑相位被认为是，我们提出了一个实验上可实现的，一维链驱动的两个频率，映射到一个无间隙的Weyl半金属在合成维度。通过理论推导和数值模拟，我们发现该系统的非绝热量子动力学表现出具有普适函数特征的能量泵浦行为。我们还数值发现，这种行为是强大的对相当数量的空间无序。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Resonance in the nonadiabatic quantum pumping of the time-dependent Josephson junction
本文研究了一维含时超导体-正常金属-超导体（SNS）约瑟夫森结的非绝热输运性质。考虑BCS超导体，用含时Bogoliubov-de Gennes方程处理。利用Floquet理论，我们计算了透射系数和Wigner-Smith延迟时间随入射能量的变化，发现当电子或空穴的Floquet波矢之一与超导能隙内的束缚准粒子态重合时，它们会出现共振。由于束缚准粒子能级的位移，两个超导体之间的相位差会导致共振的变化。通过SNS结流动的超电流被共振显著增强。
2015-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gauge freedom in observables and Landsbergs nonadiabatic geometric phase: pumping spectroscopy of interacting open quantum systems
我们建立了一个一般的密度算符方法来研究慢驱动开放量子系统的几何稳态泵浦。这种方法适用于强相互作用的系统，弱耦合到多个水库在高温下，说明了安德森量子点，但显示出推广的潜力。抽运产生了一个非绝热的几何相，可以描述的框架最初开发的经典耗散系统的兰茨贝格。这个几何相位是由传输的可观测量（电荷、自旋、能量）而不是由量子态累积的。因此，它从根本上不同于绝热的贝里-西蒙阶段，即使在将其推广到混合状态时，遵循Sarandy和激光雷达。重要的是，我们的几何公式泵保持接近一个直接的物理直觉（i）通过绑定规范转换到校准的仪表登记的可观察的传输和（ii）通过推导出一个几何连接从驱动频率扩展的电流。我们的方法提供了一个系统的和有效的方法来计算各种可观的几何泵浦，包括电荷，自旋，能量和热量。我们的几何曲率公式揭示了一个一般的实验方案进行几何输运光谱，增强标准的非线性光谱的基础上测量静态参数。我们指出测量策略分离有用的几何泵浦传输的贡献，从非几何效应。最后，我们强调了我们的方法在一个详尽的比较与Sinitsyn-Nemenmann全计数统计（FCS）的方法几何泵的可观察的第一时刻的几个优点。我们解释如何在FCS的方法中的“绝热”近似导致一个明显的非绝热的结果，涉及一个有限的延迟时间的参数驱动的响应。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonadiabatic Josephson current pumping by microwave irradiation
用微波辐照约瑟夫森结不仅可以对约瑟夫森电流的幅度起作用，而且可以对约瑟夫森电流的相位起作用。这需要打破时间反演对称性，这是通过在作用于结的两侧的微波分量之间引入相位延迟来实现的。一般的对称性参数和一个特定的单能级量子点模型的解决方案表明，这诱导手性的库珀对动力学，由于Andreev束缚态波函数的拓扑结构。另一个必要条件是打破结内的电子-空穴对称性。的电流相位关系的移位，这是可控的符号和幅度与微波相位和静电门，从而产生一个“手性”约瑟夫森晶体管。点模型在无限间隙极限下由Floquet理论求解，在一般情况下用Keldysh非平衡格林函数求解。手征电流是非绝热的：它是极值的，并且改变接近Andreev束缚态之间的共振手征跃迁的符号。
2018-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Nonadiabatic charge pumping across two superconductors connected through a normal metal region by periodically driven potentials
当激发态能量和基态能量之间的差是驱动频率的$\hbar$倍的整数倍时，周期性驱动系统表现出共振。另一方面，当两个超导体之间保持超导相位差时，出现携带约瑟夫森电流的亚能隙态。因此，受驱动的约瑟夫森结开辟了一条有趣的途径，其中由于施加驱动而产生的激发影响从一个超导体流向另一个超导体的电流。受此启发，我们研究电荷输运的超导体正常金属超导体（SNS）结中的振荡电位施加到正常的金属区域。我们发现，对于小振幅的振荡电位，驱动在一个网站上的超导相位差时，未驱动的哈密顿量的子间隙本征能量之间的差异是整数倍的$\hbar$倍的驱动频率时，电流的方向反转。当振荡电位幅值较大时，在一个位置驱动表现出更丰富的特征。我们表明，即使当两个超导体保持在相同的超导相，电流可以驱动通过施加振荡电位的两个网站在正常的金属不同的相位。我们发现，当非驱动系统中存在非零约瑟夫森电流时，当振荡势幅值小于超导能隙时，系统中电流的局部峰和谷表明系统中存在尖锐的激发。在绝热极限下，我们发现当约瑟夫森电流流过非驱动系统时，在一个时间周期内转移的电荷随泵浦频率的变化呈幂律发散。我们的计算是精确的，可以应用到有限系统。我们讨论了可能的实验设置，我们的预测可以进行测试。
2022-06-16 cond-mat.mes-hall
Generation of pure spin currents via nonadiabatic quantum pumping in an antiferromagnetic chain
Islamic Azad University（伊斯兰阿扎德大学）；Farhangian University（法尔坎吉安大学）；Imam Khomeini International University（伊玛目霍梅尼国际大学）；Indian Statistical Institute（印度统计研究所）
本研究通过非绝热量子泵浦在反铁磁链中实现近纯自旋流产生，利用时间依赖势和Keldysh格林函数方法，通过调节化学势和频率控制自旋流大小与方向，实现无净电荷转移的自旋泵浦。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.comp-ph
Finger-gate array quantum pumps:pumping characteristics and mechanisms
研究了窄沟道上一对\QTR{it}{finite}指状门阵列（FGA）在绝热和非绝热两种情况下的泵浦效应。泵送特性和相关机制之间的联系建立。泵浦电位是由交流偏置FGA对产生的。对于单对（N=1）指形门（FG’s），抽运机制是由于穿越电子的相干非弹性散射到其子带阈值。对于对数为$N>2$的一对FGA，主要的泵浦机制变为时间相关的布拉格反射机制。的贡献的随时间变化的布拉格反射的泵浦是通过打破对称性的电子传输时，泵浦电位是一个主要的传播类型。通过适当选择FGA对配置和通过监测FGA对中的交流偏置之间的相位差$ϕ$，可以实现这种传播波条件。这种泵送机制的鲁棒性通过考虑仅对数目N=4的FGA对来证明。
2004-06-28 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit-coupling induced torque in ballistic domain walls: equivalence of charge-pumping and nonequilibrium magnetization formalisms
为了研究自旋-轨道耦合（SOC）对磁性材料自旋转移矩的影响，我们实现了两种SOC理论体系.利用“电荷泵”理论体系，我们发现了两种对弹道Ni畴壁面外自旋转移矩参数$β$的贡献.对于短DW，由交换电势的快速空间变化引起的传导电子的非绝热反射导致随着DW长度减小而迅速增加的面外扭矩。对于长DW，费米能级导电沟道各向异性，在SOC的存在下引起固有DW电阻，导致$β$对DW长度的线性依赖性。为了理解$β$在长DW极限下的这种违反直觉的发散，我们使用“非平衡磁化”形式主义来研究空间分辨的自旋转移矩。SOC引起的平面外的扭矩在弹道DWs被发现是定量一致的使用电荷泵计算表明这两种理论方法的等效性所获得的值。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Photon pumping in a weakly-driven quantum cavity-spin system
研究了由周期性自旋1/2耦合到绝热极限外的量子腔模组成的拓扑模型中的光子泵浦效应。在强驱动绝热极限下，预期光子的量化频率转换作为霍尔电流的时间模拟。我们数值建立了一个新的光子泵浦现象在实验上可访问的非绝热驱动制度的参数空间的一个广泛的区域。光子频率转换效率表现出强烈的波动和高效率，可以达到80%的量子化值的相称的频率组合。我们链接的泵送性能的离域相应的Floquet状态，显示多重分形行为的本地化和离域部门之间的杂交的结果。最后，我们证明了在强驱动和超弱驱动的情况下，在频率转换过程中，初始态的量子相干性性质都保持不变。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Adiabatic pumping through a quantum dot in the Kondo regime: Exact results at the Toulouse limit
具有单个未成对电子的超小量子点的输运性质通常由非平衡Kondo模型建模，该模型描述了自旋1/2局域矩与两个非相互作用电子的交换相互作用。值得注意的是，该模型具有一个精确的解决方案时，调整到一个特殊的流形在其参数空间称为图卢兹限制。我们利用Toulouse极限精确地计算了近藤区的自旋流。在没有潜在的散射和电压偏置，瞬时充电电流严格为零的通用近藤模型。然而，在有限磁场的存在下，非零自旋电流可以被泵送通过系统，只要自旋不对称地耦合到两个引线。因此，通过近藤杂质的隧穿提供了产生纯自旋电流的自然机制。我们表明，特别是，人们可以设计泵浦周期沿每个周期的平均自旋泵浦是接近等于$\hbar$。通过类比Brouwer的非相互作用的两个驱动参数的系统的公式，泵浦的自旋电流表示为散射矩阵的几何性质。然而，相关的%Alex：我在上面的句子中用几何散射矩阵替换了拓扑散射矩阵，它进入了公式，属于出现在图卢兹极限的马约拉纳费米子，而不是携带电流的物理电子。这些结果是通过结合非平衡Keldysh格林函数技术与系统的梯度展开，明确暴露的小参数控制的绝热极限。
2007-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Meter calibration and the geometric pumping process in open quantum systems
我们考虑通过开放量子系统泵浦电荷的过程，以具有强排斥或吸引电子-电子相互作用的量子点为例。利用Sarandy和激光雷达提出的绝热非幺正演化的几何公式，我们推导出一种包含时间依赖性驱动输运的理想电荷测量的方法，该方法接近封闭系统的熟悉方法。继Szier，Kießlich和Brandes之后，我们明确地考虑了一个记录系统外传输电荷的仪表。在输运电荷的所有时刻，作为几何泵浦效应基础的规范自由度自然地出现作为该仪表的校准。值得注意的是，我们发现，几何和物理的考虑不能独立地适用于在封闭系统中所做的：物理重新校准不形成一个组，由于限制的积极性（Bochner定理）。当只考虑平均电荷时，这种复杂性会被忽视，但它与理解电荷输运统计的高阶矩中几何效应的起源有关。作为一个应用程序，我们得到了两个突出的现有方法抽水，基于全计数统计（FCS）和绝热响应（AR），分别从我们的方法在一个透明的方式。这使我们能够调和它们所有明显的不相容性，特别是对于平均电荷，非绝热定态AR结果如何与绝热非定态FCS结果完全一致的难题。我们将这一点和其他困难的一个单一的特征的几何方法开放系统：系统-环境的边界总是可以选择包括或排除理想的收费表。这导致了混合态Berry相位和完全不同的Landsberg几何相位之间的物理动机关系。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall
Effects of Disorder On Thouless Pumping In Higher-Order Topological Insulators
研究了随机在位无序对BBH模型高阶Thouless泵浦的影响，发现强无序破坏量子化电荷输运，但周期性驱动产生的退局域化Floquet态可维持量子化输运，相变伴随Floquet态的退局域化-局域化转变。
2023-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Superconducting qubit in a nonstationary transmission line cavity: parametric excitation, periodic pumping, and energy dissipation
考虑了耦合到非稳态传输线腔中的超导量子比特在考虑能量耗散的情况下的频率调制。以前，它被证明，在一个单一的腔频率的非线性调制的情况下，有两个通道的两个能级系统的激发，这是由于吸收的Casimir光子和由于反向旋转波过程负责的动态兰姆效应。我们发现，谐振器频率的参数周期调制可以显着增加的激发概率。值得注意的是，在这种调制下的反向旋转波过程开始发挥重要作用，即使在共振制度。我们的预测可以用来控制量子比特-谐振腔量子态，以及研究不同通道的参数量子比特激发的实验。
2016-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Magnon-driven chiral charge and spin pumping and electron-magnon scattering from time-dependent quantum transport combined with atomistic spin dynamics theory
利用量子-经典混合框架，研究了金属铁磁纳米线中自旋极化传导电子与相干激发的自旋波之间的相互作用。当纳米线主机SW连接到两个正常的金属（NM）引线，没有直流偏置电压施加在它们之间，SW泵手征电子电荷和自旋电流到引线-他们的方向是绑定到SW传播的方向，他们的比例线性与频率的进动。这与以下情况形成对比：通过均匀旋进模式的标准泵浦，在两个方向上流动相同的自旋电流，没有伴随的电荷电流;或实验观察到[C.~ Ciccarelli等人，国家纳米技术10，50（2014）; M.~ Etropyrine等人，Phys.Rev.B95，024408（2017）]磁振子电荷泵，其需要自旋-轨道耦合自旋-轨道耦合。我们的预测背后的机制是nonadiabaticity由于时间延迟效应-局部磁矩的运动影响传导电子自旋的延迟方式，使它需要一个有限的时间，直到电子自旋的经典矢量的运动作出反应。在从左NM引线注入直流自旋极化电荷电流时，电子与SW相互作用，其中由于SW产生的时间相关电势的散射以及与SW本身泵浦的电流的叠加，流出到右NM引线中的电荷和自旋电流发生变化。利用洛伦兹电压脉冲从费米海中激发出带有一个电子电荷、没有伴随电子空穴对的类孤子准粒子的浮子，描述了单个电子与单个SW的相互作用.
2020-04-02 cond-mat.mes-hall nlin.PS
A unified theory for excited-state, fragmented, and equilibrium-like Bose condensation in pumped photonic many-body systems
本文导出了玻色量子气体在非平衡稳态中的玻色凝聚理论。玻色量子气体既耦合到热浴中，又耦合到抽运的储层（或增益介质）中，同时遭受损耗。这种情况描述了光子多体系统，如激子极化激元气体。我们的分析是基于一组非相互作用玻色子气体的动力学方程。通过确定一个无量纲的标度参数控制玻色子密度，我们得到一个尖锐的标准，系统状态成为选择主机的宏观占领。我们发现，随着泵浦功率的增加，系统一般经历了一系列的非平衡相变。在每次转换时，一个状态要么变成玻色选择状态，要么不再是玻色选择状态（即容纳凝聚态）：当泵浦超过阈值时，首先获得凝聚态的状态是泵浦与损耗之比最大的状态。这种直观的行为类似于简单的激光发射。在强泵浦的极限下，与热浴的耦合变得占主导地位，从而最终选择基态，对应于平衡（类）玻色凝聚。对于中等泵浦强度，几个国家成为选择引起碎片非平衡玻色凝聚。我们将这些预测与双柱结构中激子极化激元的实验结果进行比较[物理评论快报。108，126403（2012）]，并找到良好的一致性。此外，我们的理论预测，水库占领钳位在一个恒定的值，每当系统主机的玻色凝聚体的奇数。
2018-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
